19、基于脑电信号不同脑叶特征映射的情感识别与糖尿病视网膜病变检测

基于脑电信号不同脑叶特征映射的情感识别与糖尿病视网膜病变检测

基于脑电信号不同脑叶特征映射的情感识别

情感是人类交流中极为重要的特征。在分析人类情感的方法中，脑电图（EEG）是最有效和便捷的。本文提出了一种理解人类大脑枕叶和前额叶在情感方面相互关系的新方法。

研究背景与目标

• 大脑的枕叶负责视觉感知，前额叶负责情感识别。本研究的目标是通过映射枕叶和前额叶的特征，来理解人类在可视化和识别不同情感时的感知能力。
• 向受试者展示五种不同的情感视频，同时从枕叶和前额叶采集EEG数据。

研究方法

• EEG数据采集 ：使用21通道电极的Nihon Kohden EEG数据采集系统，按照标准化的10 - 20电极放置系统，将电极放置在头皮上。选取两个前额叶电极（Fp1, Fp2）和两个枕叶电极（O1, O2），以A1和A2作为参考电极。
• 预处理 ：由于EEG信号会受到眨眼、肌肉不自主运动等噪声的干扰，使用表面拉普拉斯（SL）滤波器去除噪声和伪影。该滤波器的数学模型为：$X_{new} = X(t) - \frac{1}{NE}$，其中$X_{new}$是滤波后的信号，$X(t)$是原始信号，$NE$表示相邻电极的数量。
• 特征提取 ：采用小波变换（WT）进行特征提取。小波变换的时间 - 频率分辨率适合提取细节和信号近似，优于快速傅里叶变换（FFT）和短时傅里叶变换（STFT）。非平稳的EEG信号通过缩放和平移一个特定的原型函数（母